Bénéfices de l’activité physique pour l’insuffisance rénale

La maladie rénale chronique (MRC) est une pathologie en hausse ces dernières années. En effet, concernant près de 4 millions de personnes au Canada (ICIS, 2021) et jusqu’à 850 millions de personnes dans le monde (World Kidney Day, 2022), sa prévalence ne cesse de croitre avec une augmentation annuelle d’environ 2% (ICIS, 2021).

Caractérisée par une atteinte rénale persistante, elle conduit in fine à une insuffisance rénale (IR) nécessitant un traitement de suppléance lourd avec des conséquences tant physiologiques que psychologiques (Cheema et al., 2005; Thomas et al., 2008).

Responsable de 2,4 millions de morts par an, celle-ci est désormais considérée comme la 11^ème cause de mortalité dans le monde et prend part d’un lien étroit entre la santé rénale et celle du cœur (Kaesler et al., 2020).

Par conséquent, près de 80% des personnes atteintes d’IR ont un syndrome dit cardio-rénal. Celui-ci résulte d’un remodelage cardiaque avec hypertrophie du ventricule gauche, une perte de capillaires sanguins, de la fibrose interstitielle et est considéré comme la cause principale de décès chez ces patients (Ronco et al., 2008).

Cette prédisposition aux complications cardiovasculaires est en grande partie liée aux comorbidités associées à la MRC qui sont principalement le diabète de type 2 (DT2) et l’hypertension artérielle (HTA) (Birkeland et al., 2020; Chen et al., 2019).

En effet, les néphropathies d’origines hypertensives et vasculaires (12%) ainsi que diabétiques (38%) représentent la moitié des cas (50%) des MRC (ICIS, 2021).

A terme, les cellules chargées de l’élimination de l’eau et des déchets du métabolisme cessent de fonctionner puis se nécrosent conduisant inéluctablement à l’insuffisance rénale (IR) (Reenders et al., 1993).

Par ailleurs, si la cause précise étiologique de la MRC reste complexe et difficile à évaluer, il en résulte néanmoins un lien initial qui est l’altération de la fonction rénale.

Les reins sont au nombre de deux chez l’Homme. Pesant près de 150g en moyenne ils ont une forme ovoïde et aplatie, et occupent une position rétropéritonéale dans la région lombaire supérieure.

Situés entre la 12^ème vertèbre thoracique et la 3^ème vertèbre lombaire, ils ont une hauteur d’environ 11 cm, une largeur d’environ 6 cm et une épaisseur de 3 cm.

Observé en coupe frontale, le rein est composé de trois parties principales : le cortex, la médulla et le pelvis. La partie la plus externe, le cortex, recouvre la médulla rénale et comprend les glomérules, les tubules contournés proximaux et distaux ainsi que les tubes collecteurs.

Celle la plus interne, le pelvis rénal, forme la partie excrétrice avec les calices et les uretères et permettent ensemble l’acheminement de l’urine vers la vessie pour son élimination via la miction.  

La médulla quant à elle, partie centrale du rein, présente des masses de tissu coniques appelées pyramides rénales composées de l’anse de Henlé et du prolongement des tubes collecteurs de Bellini.

Séparées par un prolongement du tissu cortical appelé colonnes rénales ou de Bertin, chaque pyramide rénale constitue avec le tissu cortical qui l’entoure, un lobe rénal.

Les reins assurent comme fonction principale la filtration du sang par l’intermédiaire de leurs 8 à 18 lobes rénaux où se logent les néphrons (Marieb, 2019).

Ces derniers, unités structurales et fonctionnelles des reins, sont formés d’un corpuscule rénal constitué de deux parties (i.e., la capsule glomérulaire et les glomérules) ainsi que d’un tubule rénal constitué de trois parties (i.e., le tubule contourné proximal, la anse de Henlé et le tubule contourné distal) (Marieb, 2019).

On en compte près d’un million par rein qui agissent simultanément afin de produire l’urine. En effet, lors de l’arrivé du sang au niveau des glomérules, ces derniers, du fait de leur endothélium fenestré, agissent comme un filtre mécanique.

Cette filtration dite glomérulaire est un processus passif, non sélectif et unidirectionnel au cours duquel les liquides sont poussés à travers une membrane par pression hydrostatique. Dès lors, le sang se retrouve pratiquement exempté de ses protéines et le liquide ainsi obtenu, composé essentiellement d’eau, de glucose, d’électrolytes, d’acides aminés et de déchets azotés, est appelé filtrat glomérulaire (Marieb, 2019).

Celui-ci est créé à raison d’un débit journalier d’environ 180 litres (90-125 ml/min) appelé débit de filtration glomérulaire (DFG) et représente l’indicateur santé de la fonction rénale le plus utilisé (Inker et al., 2014; Levey, 2012). Ce filtrat gagne ensuite les différentes parties du tubule rénal où une réabsorption et une sécrétion tubulaire vont prendre place (Marieb, 2019).

Cette première est un mécanisme de transport transépithélial sélectif qui va permettre de réabsorber les substances utiles à l’organisme, notamment les nutriments, l’eau ainsi que les ions.

Quant à la sécrétion tubulaire, elle permet de sécréter dans ce filtrat, les substances indésirables tels que les ions ammoniums, la créatinine ou encore le potassium en excès afin de les éliminer lors du versement final dans la vessie via le tubule rénal collecteur (Marieb, 2019).

Ces mécanismes permettent tous deux in fine de réduire le volume initial de 180 litres à 1,5 litre journalier d’urine permettant à fortiori de réguler l’osmolalité du corps ainsi que la concentration des ions dans le liquide extracellulaire.

Enfin, les reins ont une fonction endocrine et produisent des hormones comme l’érythropoïétine (EPO), la rénine et le calcitriol permettant respectivement de réguler la production des érythrocytes, la pression artérielle et de transformer la vitamine D en sa forme active (Marieb, 2019).

Cependant, ce pouvoir de filtration et ces mécanismes adjacents peuvent parfois être altérés lors d’une maladie rénale laissant place à une accumulation problématique de déchets dans le sang pouvant devenir fatale.

Comme susmentionné, la maladie rénale ou néphropathie, résulte d’une défaillance de la fonction rénale. Celle-ci peut être d’ordre primaire provenant du rein lui-même ou le plus souvent secondaire, par le biais de maladies touchant l’ensemble de l’organisme.

De fait de sa complexité étiologique associée notamment à l’âge, au diabète de type 2 (DT2), à l’hypertension artérielle (HTA), à l’obésité ou encore aux maladies cardiovasculaires, il est difficile d’en déterminer une cause précise (ICIS, 2021).

Considérée comme chronique dès lors qu’il y a existence depuis plus de 3 mois d’un DFG inférieur à 60 mL/min/1,73 m2 et/ou d’une anomalie rénale morphologique, histologique ou fonctionnelle (e.g., protéinurie, albuminurie, leucocyturie, hématurie), la MRC est catégorisée selon le DFG en 5 stades différents et est généralement découverte à un stade avancé de celle-ci (National Kidney Foundation, 2002).

En effet, lors d’une dysfonction rénale, les reins s’adaptent en augmentant leur capacité de filtration retardant ainsi l’apparition des symptômes relatifs à la MRC dont le principal, l’urémie. Celui-ci désigne le taux d’urée plasmatique, qui augmente précisément en ce cas.

L’urémie est associée au syndrome urémique désignant des signes et symptômes tels que la perte de poids, la fatigue, les crampes, les changements de couleur de la peau ainsi que les œdèmes. De plus, par son caractère chronique, la MRC entraine inéluctablement la détérioration progressive et irréversible de la fonction rénale conduisant in fine à l’insuffisance rénale (IR).

Correspondant au dernier stade de la MRC et définie par un DFG inférieur à 15 mL/min/1,73 m2, l’IR est caractérisée par une diminution irréversible de la capacité des reins à assurer leurs fonctions de filtration du sang, de régulation de sa composition et de sécrétion d’hormones (National Kidney Foundation, 2002).

Sa prévalence ne cesse d’augmenter et se rapproche de 42 000 patients en 2020 au Canada avec une augmentation de 1,2% par an et ce, dans toutes les tranches d’âge au-dessus de 45 ans (ICIS, 2021). Par son caractère irréversible, l’IR nécessite de facto une thérapie continue de suppléance rénale comme la greffe d’un nouveau rein ou la plus utilisée dans le Monde, l’hémodialyse (HD) (World Kidney Day, 2022).

Cette dernière est réalisée à l’hôpital, de manière allongée, à raison de trois séances de 4 heures par semaine et s’effectue par l’intermédiaire d’un dialyseur mimant le rôle des reins via un circuit extracorporel nécessitant un accès vasculaire au patient. Cela permet de filtrer le sang et d’éliminer les fluides en excès ainsi que les déchets métaboliques.

Enfin, l’IR se trouve associée à un taux élevé de mortalité notamment en raison de ses nombreuses conséquences adjacentes avec près de 10% des patients traités qui décèdent chaque année et un taux de survie de 37% 5 ans après l’initiation d’un traitement de suppléance chez les plus de 65 ans (ICIS, 2021).

Parmi ces conséquences se trouve une prééminence haute des complications cardiovasculaires liée à la MRC, si bien que plus de 50% des décès sont liés à une cause cardiovasculaire (Collins, 2003).

En effet, l’accumulation de déchets dans le sang, tels que la créatinine, l’urée ou encore le potassium peuvent induire des désordres cardiaques pouvant entraîner la mort (Gilligan & Raphael, 2017).

De plus, l’anémie et l’hypertension dues respectivement à la réduction de la sécrétion de l’EPO et de la rénine peuvent elles aussi entraîner des complications cardiovasculaires graves (e.g., angine de poitrine, hypertrophie du ventricule gauche, infarctus du myocarde, etc.) (Bansal et al., 2017; Besarab & Levin, 2000; McClellan et al., 2004).

Également, par la réduction de la production de la calcitriol, la MRC et l’IR sont associées à des troubles minéraux osseux importants, conduisant à un relargage accrue de calcium et de phosphore dans le sang menant à terme à une calcification vasculaire (Hutchison, 2007; Lee et al., 2007).         

L’IR induit d’autres conséquences, notamment une dyslipidémie, une acidose métabolique ainsi qu’un état pro-inflammatoire chronique important pouvant entrainer des complications à la fois cardiovasculaires et musculaires, et engendrer des comorbidités (e.g., DT2, HTA) (Ebert et al., 2020; Kasiske, 1998).

Enfin, ces patients subissent des contraintes nutritionnelles sévères, entrainant un syndrome nommé « Protein-Energy Wasting » (PEW). Ce dernier entraine un extrême déconditionnement par la réduction importante de la masse musculaire due à un hyper-catabolisme (Gracia-Iguacel et al., 2013).

Par conséquent, le cercle vicieux induit de l’IR et ses conséquences conduit in fine à un remodelage du tissu musculaire strié squelettique. Celui-ci se retrouve tant sur le plan structural et morphologique (e.g.,shift myotypologique, dégénéréscence des myofibrilles, altération de la jonction neuromusculaire), que métabolique (e.g., altération des protéines mitochondriales, réduction de la citrate synthase) (Ahonen, 1980; Crowe et al., 2007; Lewis et al., 2012).

C’est dans ce contexte que la capacité fonctionnelle, ayant trait au maintien des besoins fondamentaux, des relations sociales et à une bonne qualité de vie (QdV) (Evans & Campbell, 1993), se trouve sévèrement altérée chez les patients atteints d’IR.

En effet, de nombreuses études mettent en exergue un niveau de puissance, d’endurance et de force musculaire inférieur chez les patients atteints d’IR par rapport aux individus du même âge (B. Cheema et al., 2007; Kopple et al., 2015).

Par ailleurs, la force musculaire est le déterminant le plus important de la capacité fonctionnelle et du maintien des activités de vie quotidienne (Tentori et al., 2010).

De plus, plusieurs études mettent en évidence un haut niveau de dépression, des troubles du sommeil ainsi qu’une faible QdV chez les patients atteints d’IR (Giannaki, Sakkas, et al., 2013; Kouidi et al., 2004; Marthoenis et al., 2021).

Fait intéressant, il est retrouvé que cette diminution de leur capacité fonctionnelle, de leur état psychologique et de leur qualité de vie est expressément liée à l’inactivité physique (Ouzouni et al., 2009), définie comme une durée d’activité physique d’intensité modérée inférieure à 150 minutes par semaine pour les adultes et les personnes de plus de 65 ans (Tremblay et al., 2017).

Celle-ci est retrouvée de manière importante chez les patients atteints d’IR et ce, dès les premiers stade de la maladie (Hirai et al., 2016; Moon et al., 2015).

En somme, les patients en HD avec un traitement occupant près de 12 heures par semaine en position assise ou allongée ont de facto des comportements de sédentarité très élevés.

Ces comportements de sédentarité sont caractérisés par une dépense énergétique inférieure à 1,5 MET en position assise, allongée ou semi-allongée (Tremblay et al., 2017).

Enfin, la totalité des patients en IR déclarent ne faire aucune activité physique (Avesani et al., 2012; Mallamaci et al., 2020). Ceci est très préoccupant puisque l’inactivité physique est étroitement liée à la mortalité (Lopes et al., 2014).

Dès lors, l’enjeu d’une augmentation de l’activité physique apparaît comme primordiale. Ainsi, de plus en plus de programmes d’entraînement adaptés et encadrés par des praticiens sont mis en place afin de lutter contre cet extrême déconditionnement, favorisant ainsi la transition des comportements sédentaires en comportements actifs.

Parmi ces programmes d’entraînement, la majorité sont effectués durant l’hémodialyse. En effet, comme susmentionné, les personnes atteintes d’IR occupent un traitement d’hémodialyse lourd à raison de 12 heures par semaine en moyenne.

Dès lors, ce temps peut être optimisé et utilisé à des fins d’exercices. Ces derniers, appelés exercices intradialytiques, sont adaptés et réalisés principalement en aérobie par le biais d’un ergomètre mis au pieds des patients.

Ayant lieu en général lors des trois premières heures de la dialyse, la durée de l’effort est d’environ 30 minutes avec une intensité évaluée selon l’échelle de Borg et ce, à raison d’une à trois séances par semaine.

Outre une plus forte adhérence quant à l’activité physique retrouvée chez ces personnes, ces exercices permettent un encadrement rigoureux, sécuritaire et adapté (Kouidi et al., 2004).

Également, à la suite de programmes d’exercices intradialytiques en aérobie, a été relevée une amélioration de l’efficacité du traitement par HD de 20% (Giannaki et al., 2011).

En effet, l’exercice augmente l’afflux sanguin au niveau des muscles permettant ainsi une diffusion accrue des substances néfastes (e.g., urée) vers la circulation sanguine afin de les éliminer via l’HD (Parsons et al., 2006).

Récemment, Sovatzidis et ses collaborateurs ont mis en évidence que ces mêmes exercices permettaient sur le long terme (i.e., 6 mois), d’améliorer significativement la VO2peak de 15%, la QdV ainsi que la capacité anti-oxydante tout en diminuant significativement l’inflammation systémique et le taux de CRP de 15% (Sovatzidis et al., 2020).

D’autres études confirment ces résultats et soulignent également une amélioration de la force musculaire des jambes ainsi qu’une diminution des visites à l’hôpital chez ces personnes (J. L. T. Chen et al., 2010; Ouzouni et al., 2009; Parker et al., 2015; Sanavi et al., 2010).

Sur le plan psychologique, des études soulignent l’intérêt de ces exercices s’agissant de l’amélioration de la qualité du sommeil ainsi que de la diminution de la fatigue et de la dépression (Giannaki, Hadjigeorgiou, et al., 2013; Giannaki, Sakkas, et al., 2013).

Ceci se traduit par une amélioration de la capacité fonctionnelle chez ces personnes et par extensionde l’espérance de vie (Parent-Roberge et al., 2021).

Concernant l’exercice intradialytique aérobie aigu (i.e., 1 séance), celui-ci a permis de stabiliser les niveaux d’expression des cellules de l’immunité (i.e., lymphocytes T (CD4+CCR5+) , monocytes (CD14+CCR5+)) ainsi que les niveaux de la chimiokyne CCL5 témoignant ici d’un effet protecteur de ces exercices sur les changements immunologiques et inflammatoires induis par l’HD (Fuhro et al., 2022).

Cependant, les connaissances fondamentales des mécanismes moléculaires et cellulaires responsables des bénéfices cliniques de l’exercice sur les multiples systèmes du corps, et cela dans divers contextes de santé, demeurent très incomplets (Neufer et al., 2015; Sanford et al., 2020).

Ce constat est d’autant plus important chez les personnes âgées en HD qui présentent un défi du fait de leur profil souvent multimorbide.

C’est dans ce contexte que l’exercice personnalisé (aussi appelé exercice de précision), se basant sur l’intégration de multiples données « omiques », est maintenant considéré comme un important champ de recherche en santé chez l’humain (Hoffman, 2017).

La récente découverte par les approches omiques de certains biomarqeurs en lien avec les mécanismes physiopathologiques de l’insuffisance rénale est une avancée considérable dans la compréhension étiologique et holistique de cette maladie (Kalim & Rhee, 2017).

En outre, cette meilleure compréhension des liens pléiotropes entres biomarqueurs tend vers la mise en place d’une individualisation à la fois des traitements et des risques que du pronostique des personnes atteintes d’IR (Provenzano et al., 2021).

Par ailleurs, les interventions de précision sont souvent développées avec une approche centrée sur la maladie afin d’optimiser le traitement. Or, l’approche centrée sur le patient augmente grandement l’adhérence à un traitement et notamment à l’activité physique (Ekman et al., 2011; Lange et al., 2019).

Cela explique singulièrement l’émergence d’initiative comme la Comprehensive Primary Care Plus qui inclut les patient-reported outcome measures (PROM) dans les dossiers médicaux électroniques afin que ces derniers soient intégrés aux données médicales de façon systématique et considérés lors des décisions médicales (Keller et al., 2020).

En revanche, un examen de la portée (scoping review) publié en 2019 a mis en exergue que dans le domaine de l’exercice et de l’insuffisance rénale, les études évaluent les PROM avec des outils de mesure de la qualité de vie qui sont génériques, en plus de très peu explorer les symptômes (Bohm et al., 2019).

Puisque le rôle de l’exercice supervisé intra-dialytique chez les personnes âgées ayant une insuffisance rénale est de plus en plus reconnu comme devant faire partie intégrante de la prise en charge, il est important de tenter de développer des interventions personnalisées (Parker, 2016; Yamagata et al., 2019).

Ceci peut être réalisé en effectuant des études qui tentent d’intégrer les réponses biologiques à l’effort physique grâce à des approches « omiques », le profil médical mais aussi les PROM afin d’assurer un traitement efficace dont l’adhérence est grande. Or, il n’existe à notre connaissance aucune étude à ce jour démontrant la faisabilité d’intégrer une telle approche en contexte de vieillissement et d’insuffisance rénale.

L’exercice intradialytique apparaît comme un enjeu crucial tant sur le plan physique que mental pour les patients en hémodialyse. D’ailleurs, il est de plus en plus démocratisé dans les hôpitaux.

Toutefois, il est nécessaire de réaliser des études alliant PROM et approches omiques afin de pouvoir implémenter dans un futur proche des exercices de précisions.

Ceci permettra aux patients de tirer le meilleur parti des exercices durant la dialyse et ce, en fonction de leurs caractéristiques propres.